并發和異步編程
并發編程處理同時執行的多個任務,異步編程是一種并發編程,其中任務不會阻塞線程。asyncio 是 python 中用于異步編程的庫,它允許程序在不阻塞主線程的情況下執行 I/O 操作。
事件循環
asyncio 的核心是事件循環,它監控 I/O 事件并調度相應的任務。當一個協程準備就緒時,事件循環會執行它,直到它等待 I/O 操作。然后,它會暫停協程并繼續執行其他協程。
協程
協程是可暫停和恢復執行的函數。async def 關鍵字用于創建協程。協程使用 await 關鍵字等待 I/O 操作完成。
asyncio 的基礎
以下代碼演示了 asyncio 基礎:
import asyncio async def main(): # 使用 asyncio.sleep() 模擬 I/O 操作 await asyncio.sleep(1) print("Hello, world!") asyncio.run(main())
登錄后復制
高級 asyncio
任務
任務是 asyncio 中并行執行的獨立單位。asyncio.create_task() 函數用于創建任務。
協程池
協程池是一組協程,由事件循環同時執行。asyncio.gather() 函數用于創建協程池,它返回一個收集了所有協程結果的協程。
信號處理
asyncio 支持使用 asyncio.ensure_future() 函數處理信號。這允許在信號處理程序中執行協程。
取消協程
協程可以通過調用 asyncio.Task.cancel() 方法來取消。已取消的協程將引發 asyncio.CancelledError 異常。
調試技巧
使用 asyncio.get_event_loop() 獲取事件循環
使用 asyncio.gather() 跟蹤協程執行
使用 asyncio.create_task_group() 創建一個協程組并跟蹤其狀態
監控和性能
使用 aiomonitor 庫監控 asyncio 性能
使用 uvloop 庫提高事件循環性能
最佳實踐
避免阻塞 I/O 操作
使用任務和協程池進行并行化
妥善處理信號和異常
監控和優化性能
從初學者到專家
本指南提供了 asyncio 的綜合概述,從初學者到專家。通過練習和探索高級主題,你可以掌握異步編程的力量并在 Python 中構建高效和響應迅速的應用程序。